模块化生产系统软件设计开题报告.pdf

毕业设计（论文）开题报告学生姓名：学号：专 业：机械工程及自动化设计（论文）题目：模块化生产系统软件设计指导教师：_年 月日开题报告填写要求1.开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委 员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指 导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签 署意见及所在专业审查后生效；2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设 计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印 在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3.“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15 篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的 信息量（不包括辞典、手册）；4.有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894 数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。毕业设计（论 文）开题报告1.结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述：文献综述摘要模块化生产系统软件设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理 论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技 术的工作打下基础。模块化制造是符合当今制造业发展潮流、具有广泛实践基础、可具 体执行和操作的一种实用型先进制造模式和技术体系。模块化制造系统是根据特定模块 化产品的制造要求设计而成的：产品性能和质量提高的周期缩短，频率提高，快速响应 市场需求；与其相适应的生产系统易于重组，以适应产品的快速变换。满足这两个基本 要求的实现条件就是产品结构的模块化和制造系统装备的模块化。关键词 模块生产系统软件改革开放二十多年来，我国模块化产品是实现以大批量的效益进行单件生产目 标的一种有效方法。产品模块化也是支持用户自行设计产品的一种有效方法。产 品模块是具有独立功能和输入、输出的标准部件。这里的部件，一般包括分部件、组合件和零件等。模块化产品设计方法的原理是，在对一定范围内的不同功能或 相同功能、不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一 系列功能模块，通过模块的选择和组合构成不同的顾客定制的产品，以满足市场 的不同需求。这是相似性原理在产品功能和结构上的应用，是一种实现标准化与 多样化的有机结合及多品种、小批量与效率的有效统一的标准化方法。，特别是在 我国加入世贸组织后，世界的制造中心就从发达国家迁移到了亚洲，我国有廉价的劳动 力和广大的消费市场，因此，我国工业要想发展，就需要有相应的技术和设备来支持。1模块化设计概念所谓的模块化设计，简单地说就是将产品的某些要素组合在一起，构成一个具 有特定功能的子系统，将这个子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种 组合，构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品。模 块化设计是绿色设计方法之一，它已经从理念转变为较成熟的设计方法。将绿色 设计思想与模块化设计方法结合起来，可以同时满足产品的功能属性和环境属性,一方面可以缩短产品研发与制造周期，增加产品系列，提高产品质量，快速应对 市场变化；另一方面，可以减少或消除对环境的不利影响，方便重用、升级、维 修和产品废弃后的拆卸、回收和处理。2模块的三大特征模块是模块化设计和制造的功能单元，具有三大特征：1.相对独立性，可以对模块单独进行设计、制造、调试、修改和存储，这便 于由不同的专业化企业分别进行生产；2.互换性，模块接口部位的结构、尺寸和参数标准化，容易实现模块间的互 换，从而使模块满足更大数量的不同产品的需要；3.通用性，有利于实现横系列、纵系列产品间的模块的通用，实现跨系列产 品间的模块的通用3模块化的趋势模块化是在传统设计基础上发展起来的一种新的设计思想，现已成为一种新技 术被广泛应用，尤其是信息时代电子产品不断推陈出新，模块化设计的产品正在 不断涌现。如何使产品的模块化设计全方位地满足市场的多样化需求，应当引起 企业经营者、新产品开发人员及其标准化研究者的高度重视。模块化设计已被广泛应用于机床、电子产品、航天、航空等设计领域，但至今 模块化术语尚未给出公认的权威性定义。企业一方面必须利用产品的批量化、标 准化和通用化来缩短上市周期、降低产品成本、提高产品质量，另一方面还要不 断地进行产品创新使产品越来越个性化，满足客户的定制需求。这样，如何平衡 产品的标准化、通用化与定制化、柔性化之间的矛盾，成为赢得竞争的关键能力。平台化、模块化的产品设计和生产可以在保持产品较高通用性的同时提供产品的 多样化配置，因此平台化、模块化的产品是解决定制化为开发具有多种功能的不 同产品，不必对每种产品施以单独设计，而是精心设计出多种模块，将其经过不 同方式的组合来构成不同产品，以解决产品品种、规格也设计制造周期、成本之 间的矛盾，这就是模块化设计的含义。模块化设计与产品标准化设计、系列化设 计密切相关，即所谓的“三化”。“三化”互相影响、互相制约，通常合在一起 作为评定产品质量优劣的重要指标，是现代化原理开始用于机床设计，到本世纪 50年代，欧美一些国家正式提出“模块化设计”概念，把模块化设计提到理论高 度来研究。目前，模块化设计的思想已渗透到许多领域，例如机床、减速器、家 电、计算机等等。在每个领域，模块及模块化设计都有其特定的含义。模块：一组具有同一功能和接合要素(指联接部位的形状、尺寸、联接件 间的配合或啮合等)，但性能、规格或结构不同却能互换的单元。生产和批量化 生产这对矛盾的一条出路。4课题研究背景MPS(modularize process system)体现了机电一体化技术的实际应用。MPS设备是 一套开放式的设备，最多可由9个单元组成，最少时一个单元即可自成一个独立的控制 系统。由多个单元组成的系统可以体现出自动生产线的控制特点。MPS设备一般用PLC控制。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，在工业 控制领域中应用非常广泛。在有多个单元组成的模块化生产系统中，综合应用了多种技术知识，如气动控制技 术，机械技术，电工电子技术，传感器技术，PLC控制技术等。利用该系统，可以模拟 一个与实际生产情况十分接近的控制过程。本次的课题就是在我们学校拥有MPS设备的 背景下完成的。5模块化生产系统5.1模块化生产系统的概念所谓模块，引用最多的是Baldwin和Clark的定义：指可组成系统的，具有某种确 定独立功能的半自律性的子系统，可以通过标准化的界面结构，与其它功能的半自律 性子系统按照一定的规则相互联系而构成的更加复杂的系统。模块化是指把一个复杂 系统或过程根据系统规则分解为能够独立设计的半自律性子系统的过程，或者是按照 某种联系规则，将可进行独立设计的子系统统一起来构成更加复杂的系统或过程，这 样通过模块化，一个复杂的系统就可以分解为一系列相互独立的具有特定功能价值的 模块，并且，在遵循统一的界面规则的前提下，各模块进行半自律性独立动作，同类 模块之间可进行替代，从而可根据需要，组成不同的复杂系统。青木昌彦的定义认为，对具有可分解性的系统各部件联系规则的六种“模块化操作”，可以实现复杂系统的创 新、5.2模块化生产系统的基本组成该系统由上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站、分类站等六个部分 组成。每一站都有一套独立的PLC控制系统，都能单独完成一个动作过程，将各站按一 定顺序联接在一起后，就组成了一个模块化生产系统。在MPS设备上应用了多种类型的 传感器，分别用语判断物体的运动位置，物体的通过状态，物体的颜色及材质等。传感 器是机电一体花技术中的关键技术之一，是现代工业实现高度自动化的前提之一。在控 制方面，MPS设备采用PLC进行控制，我们可根据需要选择不同厂家的PLCo MPS设备的 硬件结构是相对固定的，我们可以根据自己对设备的理解，对生产加工工艺的理解，编 写一定的生产工艺过程,然后再通过编写PLC控制程序实现该工艺过程,从而实现对MPS 设备的控制%5o5.3 模块化生产系统国内外的发展模块化生产系统是FESTO公司制造的集先进的气动技术、PLC控制技术为一体的自 动化培训系统。从学生、工人到机械及电气的专业人员都可以以这套系统为平台，完成 机电一体化技术相关内容的培训。研究人员可以针对设计、组装、编程、调试到检查问 题和维护维修等一系列课题的不同层次得到全面的学习和创新。MPS系统本身就是从实 际的工业生产中来，所以研究人员在此基础上的创新和开发可以迅速地转换到工业应用 中，可实现过程优化及降低成本，通过系统模拟有助于降低成本减少风险及促进对复杂 加工的了解。5.4 模块化生产系统关键技术我们实验室的MPS生产系统是以电感应式传感器、光电传感器、漫射式光电传感器为辅 助元件，用这些元件来采集开关数字信号。然后把这些数字信号输入核心部件PLC的输 入印象寄存器，通过里面的程序处理输入信号，最后把处理的结果送给输出印象寄存器,来驱动电机、气动控制元件、气动执行元件和机械手等。6结束语模块化生产系统软件是时代的需要，是时代的产物，模块化的的意图和最终目 的就是为了满足人们对多样化的需求和适应激烈的市场竞争，在多品种、小批量 的生产方式下，实现最佳的效益和质量。模块化的对象是产品或系统的构成，模 块化不是研究和解决某一个孤立的产品或系统的设计或构成的问题，而是解决某 类产品或系统的最佳构成形式问题，即系统由标准化的模块组合而成。由于模块 化的对象是系统，因而运用系统工程的原理和方法，是开展模块化的基本原则。模块化的主要方法是系统的分解和组合，模块化的产品或系统是由标准的模块组 成的。模块如何产生，能否有效地组合成产品或系统，产品或系统的分解和组合 的技巧和运用水平，是模块化的核心问题。模块化的目标是建立模块系统和对象 系统。模块化活动的目标或产物有两个，即形成模块系统和模块化的产品系统。建立模块系统是实施模块化设计的前提，形成模块化产品或系统则是模块化的最 终归宿。参考文献1徐双庆，陈学光，李晶.国内外模块化理论研究综述J.科技管理研 究,2008,(9).2张君艳.PLC技术在工件提取系统中的应用J.机电工程技术,2008,(2).3于永初，刘媛媛.模块化标准提升零部件企业核心竞争力J.现代零部 件,2007,(2).4孙树文，杨建武，张慧慧.机电一体化教学培训系统的设计与实现J.中国现 代教育装备,2007,(6).5牟小俐，邓毅，汪洋.面向21世纪的柔性制造模式一一模块化生产J.科技管 理研究,2007,(9).6李颖，杨健，陈宽.生产加工的模块化实验教学系统J.液压与气 动,2004,(6).m 祁桂梅.模块化生产技术J.机电新产品导报,2004,(7).8吴曦,张慧慧，郑刚，孙树文.可视化技术在模块化生产加工系统中的应用J.液压与气动,2004,(9).9俞秀金，戴一平.机电一体网络化实验设备J.机电一体化,2003,(5).10范永胜，王岷.电气控制与PLC应用M.第三版，北京：中国电力出版社，2004.11陆宝春，张卫，路建萍.电气与PC控制技术M.南京：南京理工大学出版,2000.12王积伟，章宏甲，等.液压与气压传动M.第二版，北京：机械工业出版社,2005.13姜继海，等.液压与气压传动M.北京：高等教育出版社，2000.毕业设计(论 文)开题报告2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径)：本课题主要针对模块化生产系统软件设计，通过对参考文献的阅读和学习，针对任 务书要求，对涉及模块化生产系统软件设计做了一些初步地了解，主要以下几个步骤进 行：(1)首先了解使用模块化概念。(2)搞懂模块化生产系统软件设计要求。(3)查阅模块化生产相关的资料(4)完成论文的初步框架。(5)通过自己的设计体会，结合已有的参考文献，对模块化生产系统软件设计流程 进行归纳总结。毕业设计（论 文）开题报告指导教师意见：1.对“文献综述”的评语:2.对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测:指导教师：_年 月 日所在专业审查意见:负责人：_年 月 日